Você se lembra IBM Simon? Você pode considerá-lo o pai dos smartphones. O telefone Simon tem 38 mm de espessura e pesa quase 510 g. Portanto, era impossível colocá-lo no bolso. Por outro lado, observe os smartphones de hoje. Você pode facilmente colocá-los no bolso. E a redução no tamanho de um smartphone se deve à placa de circuito impresso HDI. O objetivo da tecnologia HDI é tornar os dispositivos menores, mais finos e mais leves.
Então, você quer aprender sobre PCBs HDI? Este artigo lhe dará uma ideia clara do que são placas de circuito HDI. Abordaremos seus recursos, benefícios, aplicações, etc. Depois de ler este artigo, você estará familiarizado com PCBs HDI.
O que é HDI PCB
HDI PCB significa Placa de Circuito Impresso de Interconexão de Alta Densidade. É um dos avanços significativos no mundo da eletrônica. Além disso, seus avançados processos de múltiplas vias minimizam o número de camadas, proporcionando circuitos menores, porém mais potentes.
Características do PCB HDI
IDH Fabricação de PCB Utiliza a mais recente tecnologia multicamadas, que permite a integração de múltiplas camadas com alta densidade. Essa tecnologia tem um domínio significativo sobre outros PCBs tradicionais. Aqui estão algumas características principais dessa tecnologia:
- O interconector de alta densidade utiliza tecnologia de perfuração a laser. Essa tecnologia elimina diversas desvantagens que ocorrem com a tecnologia de perfuração mecânica tradicional. Portanto, reduz suas dificuldades.
- Essas placas contêm alta densidade de fiação por unidade de área de superfície em comparação aos PCBs comuns.
- As placas HDI geralmente vêm com aberturas que variam de 3.0 a 6.0 mil. Além disso, a largura da linha fica entre 3.0 e 4.0 mil. Portanto, usando esses recursos, você pode minimizar significativamente o tamanho do pad.
- Outro recurso muito popular dessas placas são as vias. Existem diferentes tipos de Vias PCB como enterrado, cego e microviasO tamanho das vias pode ser menor que 0.0006 mm de diâmetro. Portanto, essas vias de tamanho pequeno ajudam a economizar mais espaço nas placas, permitindo criar um design mais compacto.
- A eficácia dessas placas auxilia como substituta ao uso de placas laminadas de alta camada. Além disso, elas também são caras.
- Características diferenciadas, como leveza e alta frequência, além da alta velocidade elétrica, o tornam a opção ideal para diversas aplicações.
Diferentes tipos de empilhamento de PCB HDI
De acordo com a norma IPC-2315 da IPCExistem 6 tipos básicos de stack-ups. Esses tipos de stack-ups incluem I, II, III, IV, V e VI. No entanto, os três últimos tipos são mais caros e têm uso mínimo. Portanto, discutiremos apenas os três primeiros tipos de vias. Além disso, o padrão diferencia os stack-ups HDI com base no tipo de via, como micro, enterrada, cega e revestida.
- IDH Tipo I: Esses tipos têm a estrutura de um núcleo laminado com pelo menos uma única camada de microvias. Essas vias podem existir em um ou ambos os lados do circuito. O HDI Tipo I utiliza vias cegas e PTH. No entanto, não utiliza vias enterradas.
- IDH Tipo II: Este tipo inclui diferentes vias cegas e enterradas em um núcleo laminado. Os fabricantes podem escalonar diferentes microvias e empilhá-las em relação às vias enterradas.
- IDH Tipo III: Para construir este tipo, o fabricante utiliza microvias, vias enterradas e vias cegas em um núcleo laminado. Além disso, este tipo inclui pelo menos duas camadas de microvias em um lado da placa ou em ambos. Você pode escalonar microvias sobre outras microvias. Além disso, você pode empilhá-las sobre outras vias enterradas.
PCB HDI vs PCB padrão: principais diferenças
Devido ao uso de pequenas vias cegas e enterradas, as placas de circuito impresso HDI oferecem integridade de sinal superior às PCBs padrão, minimizando capacitâncias e indutâncias parasitas. As microvias em PCBs HDI não possuem stubs, portanto, sua impedância corresponde muito à do traço. Em contraste, a maior capacitância parasita das vias em PCBs padrão cria maiores descontinuidades de impedância.
Algumas diferenças importantes entre a placa HDI e o PCB convencional:
| Característica | PCB HDI | PCB padrão |
| Densidade de Componente | Mais alto | Menos |
| Tamanho de PCB | Menor e mais leve | Maior e mais pesado |
| Via Tipo | Cego, enterrado e microvias | Através de buracos |
| Número de Camadas | Abaixe | Mais alto |
| Compatibilidade | Compatível com alta contagem de pinos e pacotes de baixo tom | Pode enfrentar problemas de compatibilidade com pacotes de tom baixo |
Benefícios do uso do HDI Board
O uso de placas de circuito impresso HDI em suas aplicações oferece inúmeras vantagens. Devido a essas vantagens, a maioria dos fabricantes prefere placas de circuito impresso HDI a outros tipos de placas de circuito. Confira as vantagens de usar PCBs HDI em suas aplicações:
Reduzir a transferência de calor
PCBs tradicionais queimam devido à falta de transferência de calor. Portanto, essa tecnologia tem uma vantagem sobre os circuitos tradicionais, pois reduz a transferência de calor. Por quê? Porque o calor precisa percorrer uma curta distância antes de sair da PCB HDI.
O design deste circuito o torna capaz de suportar altas expansões térmicas, aumentando assim a vida útil das placas de circuito.
Gerenciar a condutividade térmica
A disponibilidade de diferentes tipos de vias garante a transmissão de corrente entre os componentes. Portanto, cabe a você preencher essas vias com materiais condutores ou não condutores. Você pode aprimorar ainda mais as funcionalidades usando as vias cegas e os componentes de via in-pad juntos.
Além disso, as placas HDI possuem uma estrutura compacta, o que reduz a distância de transmissão entre os diferentes componentes. Reduz ainda mais os tempos de transmissão e os atrasos de cruzamento. Como resultado, você terá um sinal forte para o seu circuito.
Consumo mínimo de energia
PCBs HDI consomem menos energia da bateria em comparação com os tradicionais. Isso se deve à tecnologia de fabricação avançada. Essa tecnologia liga os componentes elétricos, minimizando a perda de energia.
Os circuitos HDI utilizam vias em vez de furos passantes, o que também reduz o consumo de energia. Esse efeito aumenta a vida útil da bateria.
Fatores de forma menores
É uma escolha ideal para economizar espaço. Você pode minimizar facilmente o número total de camadas no HDI Projeto de PCBPor exemplo, você pode substituir os furos passantes de 8 camadas por uma solução de 4 camadas via-pad. Como resultado, você terá uma PCB pequena. Algumas vias não serão visíveis para as pessoas, o que também melhora o desempenho.
Incorporação de componentes
Você não só pode minimizar o espaço, como também incorporar suas placas. Isso significa que você pode inserir quantos detalhes quiser na placa HDI. Além disso, você pode preencher ambos os lados da placa para incorporar os componentes. Isso depende do design e da necessidade da aplicação.
Projetos diferentes
Utilizando a tecnologia de interconexão de alta densidade, você pode criar diferentes designs de placas. Assim, você pode usar essas placas de circuito em todas as aplicações que desejar, como rígidas, flexíveis e uma combinação de ambas.
Aplicação de PCBs HDI
Até agora, você aprendeu muito sobre essa tecnologia incrível. No entanto, você pode estar se perguntando onde aplicar essas incríveis placas de circuito. Portanto, é fato que existem inúmeras aplicações nas quais você pode usar essa placa. Portanto, você pode usar esse circuito em aplicações simples e até megacomplexas. Aqui estão algumas aplicações significativas para PCBs HDI:
Eletrônicos de consumo
Este termo se refere a todos os dispositivos básicos que você utiliza no dia a dia, como laptops, smartphones e câmeras. Além disso, também inclui a maioria dos eletrodomésticos e sistemas de entretenimento.
Todos esses aparelhos precisam de placas de circuito mais leves. Além disso, esses aparelhos também precisam de flexibilidade. Portanto, os circuitos HDI atendem às qualidades desses aparelhos.
Equipamento médico
Existem inúmeros dispositivos eletrônicos que desempenham um papel fundamental no bem-estar da nossa saúde. Por isso, a indústria médica busca garantir circuitos de alta qualidade que atendam aos seus padrões. Portanto, todos os equipamentos médicos devem ser eficazes e desempenhar um papel fundamental na segurança do paciente.
Portanto, existem diversos dispositivos onde você encontrará placas de circuito impresso HDI, como monitores e scanners. Inclui também marca-passos cardíacos, instrumentos científicos e sistemas de controle.
Aplicações industriais
Você pode encontrar este circuito em aplicações industriais de alta potência, devido à sua eficácia e robustez. Além disso, consome menos energia e garante o máximo rendimento.
Mesmo essas placas de circuito são capazes de operar em ambientes hostis. Portanto, a maioria das placas utiliza cobre espesso, o que ajuda a acelerar o carregamento da bateria. Além disso, também é útil em aplicações de alta corrente.
Portanto, você pode encontrar esses circuitos em diversas aplicações, como furadeiras elétricas e diversos equipamentos de medição. Além disso, eles estão presentes em equipamentos de energia, como geradores e painéis solares.
Automotiva
A maioria dos veículos automotivos depende de diferentes componentes eletrônicos para funcionar corretamente. Portanto, você pode usar essa tecnologia nessas aplicações. Você pode usar sinais de alta frequência de PCBs de RF e HDI combinados com aplicações de sensores. Isso é comum no setor automotivo.
Diferentes tecnologias, como a tecnologia de radar, estão abrindo caminho na indústria automobilística. Todas essas tecnologias dependem de circuitos HDI.
Além disso, algumas aplicações comuns, como sistemas de gerenciamento de motores, utilizam essa tecnologia. Ela também inclui dispositivos de navegação, vídeo e áudio.
Aplicações aeroespaciais
A precisão e a durabilidade fazem do HDI a escolha ideal para aplicações aeroespaciais. Além disso, os circuitos HDI podem resistir a efeitos de vibração. Aviões e jatos precisam de circuitos que resistam a ambientes adversos.
Portanto, as placas de circuito HDI garantem a segurança de aplicações aeroespaciais. Essas aplicações incluem equipamentos de monitoramento, como sensores de pressão. Além disso, acelerômetros.
Sugestões para otimizar o design de PCB HDI
- Ao projetar uma placa HDI, considere cuidadosamente os tipos de via que você usa. Microvias, vias cegas e vias enterradas podem reduzir camadas e custos. Mas vias through-hole, dog bone e via-in-pad tornam a fabricação mais complexa. Escolha o que melhor se adapta às suas necessidades de projeto e orçamento.
- Seja seletivo também com os componentes. A HDI exige menos componentes e espaçamento apertado. Embora o desempenho seja o mais importante, verifique também a embalagem, a disponibilidade e os prazos de entrega. Trocar peças no final da produção atrasa o processo e aumenta os custos.
- Posicione os componentes com cuidado para minimizar tensões desiguais e EMI. Muitas vias agrupadas podem deformar as placas e prejudicar o rendimento. E espaçamentos densos podem causar diafonia ou ruído de sinal devido a capacitância e indutância parasitas. Faça a modelagem com antecedência para detectar esses problemas.
- Reserve um tempo para otimizar o roteamento. Os traços HDI podem ser mais estreitos, mas certifique-se de que as larguras sejam adequadas ao desempenho do sinal. Mantenha os comprimentos curtos, as impedâncias consistentes e forneça planos de aterramento. Isole os sinais digitais, analógicos e de energia para evitar interferências.
- Por fim, equilibre as camadas e pilhas de materiais com preços acessíveis. Mais camadas ou materiais exóticos aumentam os custos de laminação e perfuração. Avalie os benefícios em relação às suas restrições orçamentárias.
Para saber mais detalhes sobre o design de PCB HDI, confira nosso outro blog: https://www.mokotechnology.com/hdi-pcb-design-guidelines/
Trabalhando com o fabricante confiável de PCB HDI
Quando se trata de PCBs avançados, as placas de interconexão de alta densidade (HDI) são únicas. A tecnologia HDI é robusta e versátil, capaz de atender a inúmeras aplicações. Portanto, se você precisa de uma fabricação confiável de PCBs HDI, a MOKO Technology é uma ótima escolha.
Nossos engenheiros qualificados possuem profundo conhecimento em projetos de HDI e nossas instalações de fabricação são de última geração. Essa combinação vencedora nos permite produzir placas de circuito impresso HDI sofisticadas e de alto desempenho para atender às suas especificações exatas. Clique na imagem abaixo para entrar em contato conosco!
